一種采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種具有防振結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，本發(fā)明防振結(jié)構(gòu)可適用于M701F燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)代工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)不穩(wěn)定燃燒現(xiàn)象較為普遍。對于市場上現(xiàn)役的M701F燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)燃燒室，火焰時常有閃爍、抖動，伴有強(qiáng)烈聲振現(xiàn)象，即振蕩燃燒現(xiàn)象，燃燒室內(nèi)的壓力脈沖有時會很大。高頻尖嘯聲振極易損害發(fā)動機(jī)零件，目前發(fā)生時都是采取緊急停車作應(yīng)急處理。這對發(fā)動機(jī)有很大危害，因此迫切需要在該燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室上采用新型高效的防振技術(shù)。
[0003]從物理本質(zhì)上來看，振蕩燃燒的振動頻率譜段均落在聲振波段內(nèi)，故在空氣中均以聲音的形式向外傳播。所以解決不穩(wěn)定燃燒問題通常就是解決燃燒過程中燃燒室內(nèi)聲學(xué)特性耦合的聲學(xué)不穩(wěn)定性問題。目前，解決燃燒室燃燒不穩(wěn)定問題采用的措施有:提高噴嘴壓降，以改善混合霧化效果；改進(jìn)噴嘴設(shè)計，以改變?nèi)細(xì)庹袷庮l率等。
[0004]本發(fā)明通過一種聲襯與聲腔組合的方式，使燃燒室內(nèi)聲阻與非線性效應(yīng)顯著降低，使燃燒室內(nèi)壓力振蕩很快衰減至接近于零，燃燒穩(wěn)定性大大提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種燃燒穩(wěn)定性高的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室。
[0006]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案解決其技術(shù)問題:一種采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，所述燃燒室包括火焰筒，所述火焰筒的一端為設(shè)有噴嘴的端板，其特征在于，在所述火焰筒的內(nèi)壁面上設(shè)有多個聲襯，所述聲襯為位于所述火焰筒筒壁內(nèi)與所述火焰筒內(nèi)部連通的腔體，所述火焰筒的內(nèi)壁上和所述端板的內(nèi)側(cè)還分別設(shè)有聲腔，所述聲腔靠近所述筒壁與所述端板的連接部位設(shè)置成圈，所述聲腔為上端邊緣凸出于相應(yīng)表面形成凸環(huán)結(jié)構(gòu)的的凹槽。
[0007]所述凸環(huán)結(jié)構(gòu)為圓環(huán)，均勻的分割成5或6瓣。
[0008]所述聲腔由上而下直徑逐漸縮小。
[0009]所述火焰筒的筒壁由外殼、燒蝕襯底和位于所述外殼與燒蝕襯底之間緊貼外殼設(shè)置的絕熱層組成，所述腔體設(shè)于所述燒蝕襯底內(nèi)，連接所述絕熱層。
[0010]所述腔體為諧振腔，所述諧振腔通過腔孔與火焰筒內(nèi)部連通，所述諧振腔的截面面積是所述腔孔截面面積的2-6倍。
[0011]所述腔孔與所述諧振腔的連接部位經(jīng)倒圓角處理，倒圓半徑范圍為l-10mm。
[0012]相鄰兩腔孔的邊緣間距為其半徑的1-10倍。
[0013]所述諧振腔在所述火焰筒筒壁上沿周向設(shè)置，沿軸向排列。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果:采用本發(fā)明聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的燃燒室可以有效地避免燃燒室內(nèi)波與波的耦合，使燃燒室內(nèi)聲阻與非線性效應(yīng)顯著降低，克服了燃燒室內(nèi)橫向和縱向的振蕩燃燒，使燃燒室壓力振蕩很快衰減至接近于零，使燃燒室燃燒穩(wěn)定性大大提高。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明燃燒室的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明較佳實施例的聲襯的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明較佳實施例的聲腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明較佳實施例的聲腔的設(shè)置位置示意圖；
圖5為圖4的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
如圖1所示，燃燒室包括燃燒室端蓋11、燃燒室外缸12、火焰筒吊環(huán)1、連接塊2、火焰筒3。燃燒室端蓋11與燃燒室外缸12相連，火焰筒3位于燃燒室外缸12內(nèi)，火焰筒3通常具有若干個，圖1中只畫出了一個?；鹧嫱?的左端為設(shè)有噴嘴5、6的端板，火焰筒3通過連接塊2與火焰筒吊環(huán)I相連，并通過火焰筒吊環(huán)I與燃燒室端蓋11相連。
[0017]本發(fā)明改進(jìn)了燃燒室火焰筒3的結(jié)構(gòu)，從而改進(jìn)燃燒室燃燒的穩(wěn)定性。如圖2所示，火焰筒3的筒壁由外殼31、燒蝕襯底33和位于外殼31與燒蝕襯底33之間、緊貼外殼31設(shè)置的絕熱層32組成。本發(fā)明在火焰筒3的內(nèi)壁面上設(shè)有多個聲襯，聲襯為設(shè)于火焰筒3筒壁的燒蝕襯底33內(nèi)的腔體，稱該腔體為諧振腔34，諧振腔34底部連接絕熱層32，頂部通過腔孔35與火焰筒3內(nèi)部連通。諧振腔34在火焰筒3筒壁上沿周向設(shè)置，沿軸向排列。諧振腔34的截面面積是腔孔35截面面積的2-6倍。相鄰兩腔孔35的邊緣間距為其半徑的1-10倍。腔孔35與諧振腔34的連接部位經(jīng)倒圓角處理，倒圓半徑范圍為l-10mm。腔孔35與諧振腔34的連接部位經(jīng)倒圓角處理使燃燒室內(nèi)聲阻與非線性效應(yīng)顯著降低。
[0018]如圖3、4所示，火焰筒3的內(nèi)壁上和端板4的內(nèi)側(cè)還分別設(shè)有聲腔7(圖中只畫出了端板4上的聲腔7)，聲腔7靠近火焰筒3筒壁與端板4的連接部位設(shè)置成圈，聲腔7為上端邊緣凸出于相應(yīng)表面形成凸環(huán)結(jié)構(gòu)的的凹槽，即聲腔7下部伸入相應(yīng)表面內(nèi)，上部凸出于相應(yīng)表面。凸環(huán)結(jié)構(gòu)為圓環(huán)，被均勻的分割成5瓣。聲腔7由上而下直徑逐漸縮小。
[0019]當(dāng)燃燒室內(nèi)產(chǎn)生壓力波后，入射波沖擊火焰筒3的燒蝕襯底33，其中一部分通過腔孔35進(jìn)入諧振腔34，失去一部分能量；返回燃燒區(qū)的反射波的能量低于入射波，并與入射波異相，從而可以避免波于波的耦合，提高燃燒室的燃燒穩(wěn)定性?；鹧嫱?頭部的聲腔7像一個個貯能器一樣，當(dāng)火焰筒3內(nèi)壓力降低時，聲腔7中的介質(zhì)流出來補充到火焰筒3中；當(dāng)火焰筒3內(nèi)壓力升高時，聲腔7又吸收介質(zhì)把多余的能量貯存起來。聲腔7上分割開的圓環(huán)對旋轉(zhuǎn)波形成有效的耗散，使聲腔7對不同振型的燃燒振蕩均有明顯的抑制作用。另外，聲腔7位于端板4上噴嘴周圍的壓力波腹位置上，使燃燒室壓力振蕩很快衰減至接近于零，使燃燒穩(wěn)定性得到大大提高。
【主權(quán)項】
1.一種采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，所述燃燒室包括火焰筒，所述火焰筒的一端為設(shè)有噴嘴的端板，其特征在于，在所述火焰筒的內(nèi)壁面上設(shè)有多個聲襯，所述聲襯為位于所述火焰筒筒壁內(nèi)與所述火焰筒內(nèi)部連通的腔體，所述火焰筒的內(nèi)壁上和所述端板的內(nèi)側(cè)還分別設(shè)有聲腔，所述聲腔靠近所述筒壁與所述端板的連接部位設(shè)置成圈，所述聲腔為上端邊緣凸出于相應(yīng)表面形成凸環(huán)結(jié)構(gòu)的的凹槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，所述凸環(huán)結(jié)構(gòu)為圓環(huán)，均勻的分割成5或6瓣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，所述聲腔由上而下直徑逐漸縮小。4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項權(quán)利要求所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，所述腔體為諧振腔，所述諧振腔通過腔孔與火焰筒內(nèi)部連通，所述諧振腔的截面面積是所述腔孔截面面積的2-6倍。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，所述腔孔與所述諧振腔的連接部位經(jīng)倒圓角處理，倒圓半徑范圍為l-10mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，相鄰兩腔孔的邊緣間距為其半徑的1-10倍。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，所述諧振腔在所述火焰筒筒壁上沿周向設(shè)置，沿軸向排列。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，其特征在于，所述火焰筒的筒壁由外殼、燒蝕襯底和位于所述外殼與燒蝕襯底之間緊貼外殼設(shè)置的絕熱層組成，所述腔體設(shè)于所述燒蝕襯底內(nèi)，連接所述絕熱層。
【專利摘要】一種采用聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室，所述燃燒室包括火焰筒，所述火焰筒的一端為設(shè)有噴嘴的端板，在所述火焰筒的內(nèi)壁面上設(shè)有多個聲襯，所述聲襯為位于所述火焰筒筒壁內(nèi)與所述火焰筒內(nèi)部連通的腔體，所述火焰筒的內(nèi)壁上和所述端板的內(nèi)側(cè)還分別設(shè)有聲腔，所述聲腔靠近所述筒壁與所述端板的連接部位設(shè)置成圈，所述聲腔為上端邊緣凸出于相應(yīng)表面形成凸環(huán)結(jié)構(gòu)的凹槽。采用本發(fā)明聲襯與聲腔組合防振結(jié)構(gòu)的燃燒室可以有效地避免燃燒室內(nèi)波與波的耦合，使燃燒室內(nèi)聲阻與非線性效應(yīng)顯著降低，克服了燃燒室內(nèi)橫向和縱向的振蕩燃燒，使燃燒室壓力振蕩很快衰減至接近于零，使燃燒室燃燒穩(wěn)定性大大提高。
【IPC分類】F23R3/42
【公開號】CN104896513
【申請?zhí)枴緾N201510240089
【發(fā)明人】鄧小文, 楊毅, 高慶水, 馮永新, 蔡筍, 劉石, 徐廣文, 閆東博, 張群
【申請人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月13日